nuus

So vroeg as die 1950's,glasveselversterkte komposieteis gebruik in nie-draende komponente van helikopter-vliegtuigrompe, soos kuipbedekkings en inspeksieluike, hoewel hul toepassing redelik beperk was.

Die deurbraak in saamgestelde materiale vir helikopters het in die 1960's plaasgevind met die suksesvolle ontwikkeling van glasveselversterkte saamgestelde rotorlemme. Dit het die uitstaande voordele van komposiete gedemonstreer - superieure moegheidssterkte, veelpad-lasoordrag, stadige kraakvoortplantingseienskappe en die eenvoud van kompressievorming - wat ten volle in rotorlemtoepassings verwesenlik is. Die inherente swakpunte van veselversterkte komposiete - lae interlaminêre skuifsterkte en sensitiwiteit vir omgewingsfaktore - het nie die ontwerp of toepassing van rotorlems nadelig beïnvloed nie.

Terwyl metaallemme tipies 'n lewensduur het wat nie 2000 uur oorskry nie, kan saamgestelde lemme lewensduur van meer as 6000 uur bereik, moontlik onbepaald, en toestandsgebaseerde onderhoud moontlik maak. Dit verbeter nie net helikopterveiligheid nie, maar verminder ook die volle lewensikluskoste van lemme aansienlik, wat aansienlike ekonomiese voordele inhou. Die eenvoudige, maklik-om-te-bedryf kompressiegiet- en uithardingsproses vir komposiete, gekombineer met die vermoë om sterkte, styfheid (insluitend dempingseienskappe) aan te pas, maak meer effektiewe aërodinamiese profielverbeterings en optimaliserings in rotorlemontwerp moontlik, sowel as optimalisering van rotorstrukturdinamika. Sedert die 1970's het navorsing oor nuwe lugvlakke 'n reeks hoëprestasie-helikopterlemprofiele opgelewer. Hierdie nuwe lugvlakke beskik oor 'n oorgang van simmetriese na volledig geboë, asimmetriese ontwerpe, wat aansienlik verhoogde maksimum hefkoëffisiënte en kritieke Mach-getalle, verminderde sleepkoëffisiënte en minimale veranderinge in momentkoëffisiënte bereik. Verbeterings in rotorlempuntvorms - van reghoekige tot gevee, taps toelopende punte; paraboliese gevee afwaarts geboë punte; tot gevorderde dun geveegde BERP-punte—het aërodinamiese lasverspreiding, vortex-interferensie, vibrasie en geraaskeienskappe aansienlik verbeter, wat rotor-doeltreffendheid verhoog.

Boonop het ontwerpers multidissiplinêre geïntegreerde optimalisering van rotorlem-aërodinamika en strukturele dinamika geïmplementeer, deur saamgestelde materiaaloptimalisering met rotorontwerpoptimalisering te kombineer om verbeterde lemprestasie en vibrasie-/geraasvermindering te bereik. Gevolglik het teen die laat 1970's byna alle nuut ontwikkelde helikopters saamgestelde lemme aangeneem, terwyl die opknapping van ouer modelle met metaallemme na saamgestelde lemme merkwaardig effektiewe resultate opgelewer het.

Die primêre oorwegings vir die aanneming van saamgestelde materiale in helikopter-vliegtuigrompstrukture sluit in: die komplekse geboë oppervlaktes van helikopter-buitekante, tesame met relatief lae strukturele belasting, wat hulle geskik maak vir saamgestelde vervaardiging om strukturele skadeverdraagsaamheid te verbeter en veilige, betroubare werking te verseker; die vraag na gewigsvermindering in vliegtuigrompstrukture vir beide nuts- en aanvalshelikopters; en vereistes vir botsabsorberende strukture en stealth-ontwerp. Om aan hierdie behoeftes te voldoen, het die Amerikaanse Leër se Lugvaart Toegepaste Tegnologie-navorsingsinstituut die Gevorderde Saamgestelde Vliegtuigrompprogram (ACAP) in 1979 gestig. Van die 1980's, toe helikopters soos die Sikorsky S-75, Bell D292, Boeing 360 en Europese MBB BK-117 met volledig saamgestelde vliegtuie toetsvlugte begin het, tot Bell Helicopter se suksesvolle integrasie van die V-280 se saamgestelde vlerke en romp in 2016, het die ontwikkeling van volledig saamgestelde vliegtuigromphelikopters beduidende vordering gemaak. In vergelyking met verwysingsvliegtuie van aluminiumlegering, bied saamgestelde vliegrame aansienlike voordele in vliegtuigraamgewig, produksiekoste, betroubaarheid en onderhoudbaarheid, wat voldoen aan die ACAP-program se doelwitte soos uiteengesit in Tabel 1-3. Gevolglik beweer kenners dat die vervanging van aluminiumvliegrame met saamgestelde strukture betekenisvol is, vergelykbaar met die oorgang van houtstofvliegtuie na metaalstrukture in die 1940's.

Natuurlik is die omvang van die gebruik van saamgestelde materiale in vliegtuigrompstrukture nou gekoppel aan helikopterontwerpspesifikasies (prestasiemaatstawwe). Tans maak saamgestelde materiale 30% tot 50% van die vliegtuigrompstruktuurgewig in medium- en swaar aanvalshelikopters uit, terwyl militêre/burgerlike vervoerhelikopters hoër persentasies gebruik en 70% tot 80% bereik. Saamgestelde materiale word hoofsaaklik in rompkomponente soos die stertboom, vertikale stabiliseerder en horisontale stabiliseerder gebruik. Dit dien twee doeleindes: gewigsvermindering en die gemak van die vorming van komplekse oppervlaktes soos gekanaliseerde vertikale stabiliseerders. Botsingsabsorberende strukture gebruik ook komposiete om gewigsbesparings te bewerkstellig. Vir ligte en klein helikopters met eenvoudiger strukture, laer laste en dun wande, is die gebruik van komposiete egter nie noodwendig koste-effektief nie.